3D 입체 영상 구현(with Virtools)- 중간보고서

3D 입체 영상 구현

 

1. 서론

최근 가장 큰 화두중의 하나는 다름아닌 3차원 입체영상이다. 2009년도 개봉한 “아바타”라는 영화는 불과 100여년의 역사를 가지고 있던 입체영상의 놀라울 만한 발전과 향후 발전 가능성을 충분히 입증하였다. 입체영상의 구현 방법에는 크게 2가지 방식이 있다. 안경을 사용하는 것과 그렇지 않은 것, 그 중에서도 안경을 사용하는 방식에는 첫 번째는 색채 필터(Anaglyph) 방식과 다음으로 편광(Lenticular) 방식, 마지막으로 셔터글래스(Shutter Gloass) 방식이 존재하며, 색채 필터의 경우 적색과 청색으로 안경의 렌즈를 대신하여 3차원 입체영상을 시청할 수 있으며, 편광 방식의 경우는 동일한 영상을 비춰지는 빛의 파장을 각기 다른 각도로 발산하며, 편광안경의 편광필터로 각각의 영상을 걸러내서, 입체감을 느낄 수 있게 하는 방식이다. 셔터글래스의 경우는 안경의 셔터가 열림과 닫힘이 각 렌즈부분에서 엇갈려 반복되고, 이를 통해 다른 각도의 동일한 영상 두 개를 순차적으로 한쪽의 눈에 보여줌으로써 입체감을 느낄 수 있도록 하는 방식이다. 안경을 사용하지 않는 방식에는 패럴랙스배리어(parallax barrier), 렌티큘라(Lenticular) 방식 등이 존재한다. 안경을 사용하지 않는 방식들도 기본적으로 사람이 두 개의 눈으로 사물을 보아 거리감을 느끼는 것과 같은 원리를 적용하여 입체영상을 시청할 수 있도록 하는 방식이다.

 

이 중 본 프로젝트에서 사용할 방식은 렌티큘라 방식의 편광 방식으로 이를 지원하는 그래픽 카드와 모니터, 안경을 사용함으로써, 다른 각도에서 촬영되는 겹쳐진 두 개의 영상을 안경을 통해 영상을 필터링하여 양 쪽의 눈에 투영시키는 방식을 사용할 것이다.

 

2. 진행현황 및 향후 계획:

1) 개발 환경:  입체영상이 지원되는 그래픽 카드와 이를 지원하는 모니터.

2) 사용 툴 선정: Virtools 4.0, CATIA v5 r18, Photoshop.

3) 제작 방법:

3-1. 전체적인 제작 방법

시뮬레이션에 용이하도록 모델의 구조 등을 최적화 시키고 텍스쳐링을 위해 건물의 사진을 촬영하고 포토샵 등의 도구를 활용하여 수정하여 활용한다. 

 

3-2 모델 제작

 아래와 같이 기본적인 건물의 모델은 가지고 있으나, 이를 virtools에서 import하기는 모델의 복잡성으로 인해 힘들다.

그림 1. Caita로 불러들인 모델(Catia 내부에서도 Stereo 설정이 가능하다(c:stereoscopic))

(출처: Catia 화면 직접 캡쳐)

 또한 위의 그림처럼 세부적으로 구현 된 곳도 한정되어 있어 동영상을 위해서는 모델 자체의 수정이 불가피할 것으로 보인다.

 

3-3 영상 제작

 Virtools를 활용하여 아래와 같이 시뮬레이션을 수행할 수 있다.

 Catia를 활용한 모델을 Virtools로 읽어 들여 살펴보는 것이 가능하다.

그림 2. Virtools를 활용한 영상

(출처: Virtools 예제 화면)

 입체영상과 관련하여선, Virtools의 VR라이브러리를 활용하여야 한다. 또한 그렇다 하여도 VR Player에서 바로 입체영상을 보여주지는 않는다. VR Library를 활용하여 시뮬레이션을 제작한 뒤에, 이를 다시 영상으로 찍어서 입체영상 플레이어를 활용해 출력해야만 한다.

그림 3. Stereo Scopic Player

(출처: Stereo Scopic 예제 및 직접 캡쳐)

 위의 그림과 같이 입체영상을 위한 전용 플레이어를 활용하여 입체영상으로 볼 수 있다.

 

4) 시나리오 선정

:

a. 장소 설정: 건물및 주변 풍경(변경 가능)

b. 진행순서: 건물 외관-> 입구-> 강의실(미정)-> 엘리베이터-> 강의실 혹은 교수님 연구실

 

5) 해결해야 할 문제

 1] 현재 Catia로 모델링한 모델을 Virtools로 임포트할 경우(VRML(wrl) 형식) 컴퓨터가 그대로 다운되버리는 문제가 발생한다. 그러나 모델 중 일부만을 새로이 저장하여 임포트할 경우 성공하였다.

 따라서, 모델을 임포트가 가능할 정도로 세분화 하여 순서대로 임포트 하여, Virtools 내부에서 하나로 합치는 작업이 필요하다.

 2] Catia 모델 내부가 제대로 모델링 되어있지 않다. 이에 대한 수정이 필요한 상황이다.

 3] Virtools로 임포트된 모델 내부를 돌아다시는 애니메이션이 필요하다. 이를 위해 Virtools의 다양한 Building Block를 이용해야할 예정이다.